JPS61235025A - Ω型ベロ−ズの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は耐圧性、耐久性の優れたΩ型べ［］−ズの製造
方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、Ω型ベローズは次に述べる方法ににり製造されて
いた。

すなわぢ、第１は、第１図（ａ）に示寸如く内周にスリ
ット２ａを入れたリング状バイブ２と直管部１とを、前
記スリット２ａが直管部１に連通ずる如く溶接する方法
、第２は、第１図（ｂ）に示す如く一山のオメガベロー
ズ３を形成し所定長さの直管部１に溶接する方法、第３
は、第１図（Ｃ）に示すように素材管１′の外周に所定
間隔をおいて補強リング４を嵌合したのち、該素材管１
′に内圧を加えながらこれを軸方向に圧縮してΩ型の山
５を成形する方法である。

（発明が解決しようとする問題点） 第１及び第２の方法は溶接手段を用いるので、溶接時の
熱による悪影響や材料の不均一性等を生ずるという問題
点があった。また、第３の方法によれば、補強リングを
必要とするため、（１）リングの厚み分だけベローズと
して有効に動作する範囲が狭くなる、（２）成形後の熱
処理ができない、（３）ベローズと補強リングとの間に
１！擦による傷が生じたり、隙ｔ！！Ｉ腐蝕が生じ易い
などの問題点があった。

（発明の目的） 本発明は、従来の製造方法に見られた諸々の問題点を悉
く払拭できるΩ型ベローズの製造方法を提供しようとす
るものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するため、素材管に対して、Ｕ
字形山部と該山部の裾に対して直角に交わる直管部とを
所定の間隔をおいて成形する第１の工程と、第１の工程
を経た前記素材管内に所定の内圧を加えながら該素材管
を軸方向に所定長さ圧縮する第２の工程と、前記圧縮し
た状態で所定時間の間だけ素材管内に高圧を印加する第
３の工程とからなることを特徴とする。

（作用） 本発明によれば、第１の工程で素材管に対して、Ｕ字形
山部と該山部の裾に対して直角に交わる直管部とを所定
の間隔をおいて成形したのち、第２の工程で該素材管内
に所定の内圧を加えながらＵ字形山部の裾を軸方向に圧
縮し、最終工程において、前記圧縮した状態のままで所
定時間の間だけ素材管内に高圧を印加するようにしたた
め、山部の裾と直管部とが直角に交わった状態ですなわ
ち、ベローズ管谷部の張り出しや座屈などを生じること
なしに山の頂部は勿論のことその側壁部にも理想的な曲
面を形成することができる。したがって、耐圧性及び耐
久性の大幅に向上したΩ型ベローズを製造できる。また
、従来の第１及び第２の方法による場合の如く、溶接時
の熱による悪影響や材料の不均一性等を生ずるという恐
れはなく、また、第３の方法による場合の如く補強リン
グを必要としないため、前述した補強リングを協えた場
合の問題点を悉く除去できるのである。

（実施例） 第２図から第４図は本発明の第１の実施例を示すもので
ある。本発明の第１の工程すなわら索材管に対して、Ｕ
字形山部と該山部の裾に対して直角に交わる直管部とを
所定の間隔をおいて成形する工程を第２図乃至第４図に
ついて説明する。第２図は第１の工程に用いる成形機に
素材管１０を装着した状態を示している。成形機は基本
的に固定板１１に取り付けた栓１２と、Ｕ字形山部を成
形するためのベローズ割型群１３と、ラム１６によって
移動できるように連結された栓１５とからなり、ベロー
ズ割型群１３は素材管１０の軸線と平行となるよう固定
板１１に取り付けられたガイド棒１４に沿って移動でき
るようになっている。

かかる成形機に素材管１０を装着するには、まず素材管
１０の一端を、栓１２でバッキング１２ａを介して気密
に閉塞する。次に素材管１０の外周にベローズ割型群１
３を軸方向に適当の間隔を保って配置する。更に素材管
１０の他端を栓１５でバッキング１５ａを介して気密に
閉塞する。この状態にて、素材管１０の両端縁並びにベ
ローズ割型群１３の両外側の割型は、素材管１０の両端
を閉塞する栓１２．１５の鍔部１２ｂ、１５ｂに係止す
る如くなる。

上記の如き構成において、まず、流体供給路１７を介し
て素材管１０に内圧を加えると、素材管１０の一部が図
の二点鎖線に示す様に素材管１０の放射方向に張り出す
。しかる後、内圧を印加しながらラム１６で栓１５を固
定板１１の方向に移動させて素材管１０をその軸方向に
圧縮する（第３図）と、第４図に示す如くＵ字形山部１
０ａと、該Ｕ字形山部１０ａの裾に対して直角に交わる
素材管１０の口径と同じ内径の直管部１０ｂとを所定の
間隔をおいて素材管１０に成形することができる。

次に第１の工程を経た前記素材管１０内に所定の内圧を
加えながらこれを軸方向に圧縮する第２の工程について
説明する。第５図はこの第２の工程に使用するヨセ成形
機の概略構成図である。この成形機は液圧発生ユニット
部２０と芯金部３゜とプレス部４０とからなる。前記液
圧発生、ユニット部２０は素材管内部に加える液圧を発
生させる機器で、低圧、中圧、高圧の３段階の圧力切替
とその圧力を一定値に保持する機能を有する。前記芯金
部３０は素材管１０の内周に接する芯金本体３１とそれ
を支えるベース３２より成っている。

芯金部３０には液圧を通す導孔３３が設けられており、
その一端側は前記液圧発生ユニット部２０に連結され、
細端側は芯金本体３１の基部側外周面で開口している。

また芯金本体３１のベース３２寄りには素材管１０の一
端部を嵌入する環状溝３４が設けられておりその内側に
Ｏリング３５が取り付けられている。前記プレス部４０
は、一端を閉塞しかつ芯金本体３１の先端部を嵌合する
内径を有する押型４１と該押型４１を所定圧で移動させ
るブレス４２とからなっており、該押型４１の内周面に
はＯリング４３が取り付けられ、後述する如く芯金本体
３１の先端部が押型４１の内部に嵌合したときに該芯金
本体３１の先端部の外周にＯリング４３が接して内外の
気密を保つようになっている。また、前記押型４１の開
口端部の内径は、後述する如く素材管１０の一端部を嵌
入し得るように拡大され且つその内側にＯリング４４が
取り付けられ、素材管１０の一端部を嵌合し゛たときに
素材管１０の一端部の外周にＯリング４４が接して内外
の気密を保つようになっている。なお、４６はエア抜き
用パルプで、０リング４３とＯリング４４との間で押型
４１内に連通する通路４７に設けられる。

次に前述した第１の工程を完了した素材管１０を前述し
たヨセ成形機に装着する方法について説明する。まず、
前記素材管１０を芯金本体３１の先端部側から芯金本体
３１の外周に嵌合させるとともに、その一端を芯金本体
３１の環状溝３４内に嵌合させる。次に押型４１の開口
部側と芯金本体３１の先端部とを嵌合させ、ブレス４２
を動作し第５図に示すように素材管１０の一端と押型４
１の拡大内径部とが嵌合した位置で一旦停止させる。こ
の時、素材管１０はＯリング３５．４３゜４４によって
内部液圧が漏れないようにシールされた構造になってい
る。

次に、素材管１０をその軸方向に圧縮する工程に入るが
、この場合、圧縮する素材管の細長比（＝素材管の長さ
とその断面の最小断面半径との比）によって、内部印加
の液圧値を変える。まず、エア抜きバルブ４６を開ぎ、
液圧発生ユニット部′２０を駆動させ、低圧で素材管１
０内に液体を充、−：填する。次にエア抜きバルブ４６
を閉じ、素材管５１０の細長比が大きいときはそのまま
ブレス４２により素材管１０が軸方向に所定の長さにな
るまで圧縮し、その位置で固定する。素材管１０の細長
比が小さいときは液圧発生ユニット部２０を中圧に設定
しブレス４２により素材管１０が軸方向に所定の長さに
なるまで圧縮し、その位置で固定する（第６図）。この
圧縮工程においては液圧発生ユニット部２０の動作によ
り内部液圧の圧力は設定値に一定に保たれている。この
様に、素材管１０の内部に液圧を加えて圧縮することに
より、素材管１０の山部側壁の丸みを大きくすることが
できるとともに、内圧とブレス動作に伴なう冷間加工硬
化によりベローズ形状を理想的な形状に近づけることが
できる。

前述の如く圧縮工程を終了したならば、最終工程として
前記固定した位置のままで液圧発生ユニット部２０を高
圧に切り替え、設定圧になったのを圧力計２１で確認後
、数秒〜数１０秒間保持して高圧を静的に印加する。ま
た、この時、高圧−低圧を断続的に繰り返すことによっ
て高圧を瞬間的に印加する方法をとってもよい。この様
に圧縮工程後、高圧を静的に或は瞬間的に繰り返し印加
することによってベローズ管谷部の張り出しや座屈を避
けることができる。その後、液圧発生ユニット部２０を
排液側に切り替え、エア抜きバルブ４６を開き内部液を
排出するとともにブレス４２を上界し、素材管１０を芯
金本体３１より抜き取ると前述した形状のΩ型山部１０
ａ−を有するΩ型ベローズを縛ることができるのである
。

前記実施例では第１の工程において、複数のＵ字形山部
を一工程で成形するようにしたが、ワンピッチ成形法で
素材管にＵ字形山部を順次成形するようにしてもよい。

第７図乃至第９図はワンピッチ成形法の説明図で、この
ワンピッチ成形法に用いる成形機は素材管の内側の所定
位置に所定内圧を加えられるようした芯金５０と素材管
１０の外周に配設される第１．第２．第３の３種類の型
６０．６１．６２とからなり、まず第７図に示すように
第１．第２の型６０．６１を所定間隔おいて配置し、第
１．第２の型６０．６１の間に芯金５０で内圧を加える
と素材管１０の一部が破線部分の様に張り出す。この状
態で第８図に示す如く内圧を加えながら第２型６１で前
記張り出し部分を軸方向に圧縮すると、一つのＵ字形山
部１０ａができる。その後第１型６０を上下に開き、第
３型６２で素材管１０をクランプして前方（図に向って
左方）に移動させる。この工程により前工程で完成した
Ｕ字形山部１０ａが一つ分前力へ移動する。次に第１型
６０が閉じ、第３型６２はアンクランプ状態で後方に戻
ると当初の状態へ復帰する。この動作を繰り返し続ける
ことにより、素材管１０に複数のＵ字形山部１０ａを成
形することができる。この様にしてＵ字形山部１０ａを
成形した素材管１０は前述した第２及び第３の工程によ
りΩ型ベローズを得る。

次に前述した本発明方法により製造したΩ型ベローズ（
呼び径５０ＡのものをＡべＯ−ズと称す、呼び径１００
Ａのものを８ベローズと称す）と、前記第１の工程まで
は同一であるが第２の工程では内圧を加えずに軸方向に
圧縮し且つ第３の工程を省略して製造したΩ型ベローズ
（呼び径５０Ａのものを△−ベローズと称す、呼び径１
００ＡのものをＢ′ベローズと称す）との特性試験の結
果を以下に述べる。

Ａ、Ａ”ベローズについて； 第１工程完了時の形状寸法は下記の通りであり、材質は
５ＬＪＢ３１６Ｌ、板厚は０．３５ｇ＋、山数は１５山
、成形圧力は７０ＫＯ／Ｃｊであった。

記 外径（φＯ，Ｄ、）−７６，４ｇ 内径（φ１．Ｄ、）＝５２．４ｍｍ 山のピッチ（Ｐｉ）＝１５．６５ｍ＋ １山の幅（Ｗｌ）＝８．５ａｌ＋ 山の間隔（Ｗ２）＝７．５１１１１ 最終工程完了時のＡベローズの形状寸法は下記のｉりで
あった。なお第２工程時の内圧は２４ＫＱ／ｃｄであっ
た。

記 外径（φ０゜Ｄ。）＝７６．３ｍ 内径（φ１．０゜）＝５２．８ｍｍ 山のピッチ（Ｐｔ）＝１０．０７１１１ａ＋１山の幅（
Ｗｌ）−９゜Ｏｓｍ 山の間隔ＩＷ２）＝６．９Ｍ これに対して、最終工程完了時のＡ−ベローズの形状寸
法は下記の通りであった。なお第２工程時には内圧を加
えていない。

記 外径（φＯ，Ｄ、）−７６，３ｍ 内径（φ１．Ｄ、）−５３ｍ＋ 山のピッチ（Ｐｉ）＝１０．０８ｍｗ １山の幅（Ｗ　１）　＝　８　、８ｓＩ山の間隔（Ｗ２
）＝７．３ＩＨＲ 前述した２種類のベローズの性能実験の結果を第１表に
示す。この第１表より明らかの如く本発明方法により製
造されたＡべＯ−ズは弾性（バネ定数）について殆ど変
化をみないが耐圧においてＡ−ベローズより約３３％向
上し、耐久回数において４．５倍向上した。

１ユｌ Ｎ０ＴＥ　：耐久回数は３５ａａ＋　（ＪＩＳ　８２３
５２ベロ一ズ形伸縮管継手の耐久検査準拠）の伸縮量で
行い、亀裂が発生する迄の伸縮回数である。

Ｂ、Ｂ′ベローズについて； 第１工程完了時の形状寸法は下記の通りであり、材質は
５ＬＩＢ３１６Ｌ、板厚は０．６ｍ、山数は１０山、成
形圧力は５５Ｋｇ／−であった。

記 外径（φＯ，Ｄ、）＝１５０．０ｍ 内径（φ１．Ｄ、）＝１０’１．５５ 山のピッチ（Ｐｉ）＝３９．１ｍ＋ １山の幅（Ｗｌ　＞＝１９．９＃ 山の間隔（Ｗ２）＝１８．９履 最終工程完了時のＢベローズの形状寸法は下記の通りで
あった。なお、第２工程時の内圧は２０Ｋ　Ｏ／　ｃｄ
であった。

記 外径（φＯ，Ｄ、）＝１５０．０ａｇ＋内径（φ１．Ｄ
、）＝１０３．８ａｍ＋山のピッチ（Ｐｉ）−２５，２
履 １山の幅（Ｗｌ）−１７，４履 山の間隔（Ｗ２　）　−１７’、　３ａｓ＋これに対し
て、最終工程完了時の８−ベローズの形状寸法は下記の
通りであった。なお第２工程時には内圧を加えていない
。

記 外径（φＯ，Ｄ、）−１４９，５履 内径（φ１．Ｄ、）−１０４，０麿 山のピッチ（Ｐ　ｉ　）　−２５，３ａｍ１山の幅（Ｗ
ｌ）−１７，３ａｍ 山の間隔（Ｗ２）＝１７．８履 前述した２種類のベローズの性能実験の結果を第２表に
示す。この第２表より明らかの如く本発明方法により製
造されたＢベローズは弾性（バネ定数）について殆ど変
化をみないが耐圧においてＢ′ベローズより約２５％向
上し、耐久回数において２．３倍向上した。

監１Ｉ ＮＯＴＥ　：耐久回数は伸縮ｆｆｉ　３５Ｍで行い、亀
裂が発生する迄の伸縮回数である。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、第１の工程で素材
管に対して、Ｕ字形山部と該山部の裾に対して直角に交
わる直管部とを所定の間隔をおいて成形したのち、第２
の工程で該素材管内に所定の内圧を加えながらＵ＊形形
部部裾を軸方向に圧縮し、最終工程において、前記圧縮
した状態のままで所定時間の間だけ素材管内に高圧を印
加するようにしたため、山部の裾と直管部とが直角に交
わった状態ですなわち、ベローズ管谷部の張り出しや座
屈などを生じることなしに山の頂部は勿論のことその側
壁部にも理想的な曲面を形成することができる。したが
って、耐圧性及び耐久性の大幅に向上したΩ型ベローズ
を製造できる。また、従来の第１及び第２の方法による
場合の如く、溶接時の熱による悪影響や材料の不均一性
等を生ずるという恐れはなく、また、第３の方法による
一合の如く補強リングを必要としないため、前述した補
強リングを備えた場合の問題点を悉く除去できる等の利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ＞（ｂ）（ｃ）は従来のΩ型ベローズの製造
方法の説明図、第２図乃至第４図は本発明の第１の実施
例を示すもので、第２図及び第３図は第１工程の説明図
、第４図は第１工程を完了した素材管の一部分の断面図
、第５図及び第６図は第２及び第３工程の説明図、第７
図乃至第９図は本発明の第２の実施例を示す第１工程の
説明図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 素材管に対して、Ｕ字形山部と該山部の裾に対して直角
   に交わる直管部とを所定の間隔をおいて成形する第１の
   工程と、第１の工程を経た前記素材管内に所定の内圧を
   加えながら該素材管を軸方向に所定長さ圧縮する第２の
   工程と、前記圧縮した状態で所定時間の間だけ素材管内
   に高圧を印加する第３の工程とからなることを特徴とす
   るΩ型ベローズの製造方法。